Artigo de método

Acoplamento de amida de reacção para a síntese de ligandos baseados em Bispyridine e sua complexação com platina como agentes anticancerígenos dinucleares

DOI:

10.3791/51740

⸱

28 de maio de 2014

 ,  ,  ,  , 
1Faculty of Pharmacy, The University of Sydney, 2School of Science and Health, University of Western Sydney, 3Division of Chemistry and Environmental Science, School of Science and the Environment, Manchester Metropolitan University, 4Nature Publishing Group

Neste artigo

Resumo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este protocolo descreve o uso de reacções de acoplamento de amida do ácido isonicotínico e diaminoalcanos para formar ponte ligandos adequados para utilização na síntese de complexos de platina multinucleadas, que combinam os aspectos dos fármacos anticancerígenos BBR3464 e picoplatin.

Resumo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

As reações de acoplamento de amida podem ser usadas para sintetizar ligantes à base de bispiridina para uso como ligantes de ponte em medicamentos anticâncer de platina multinucleares. O ácido isonicotínico, ou seus derivados, são acoplados a cadeias de diaminoalcanos de comprimento variável sob uma atmosfera inerte em DMF anidro ou DMSO com o uso de uma base fraca, trietilamina, e um agente de acoplamento, anidrido 1-propilfosfônico. Os produtos precipitam da solução após a formação ou podem ser precipitados pela adição de água. Se desejado, os ligantes podem ser purificados por recristalização de água quente. A síntese do complexo de platina dinuclear usando os ligantes de bispiridina é feita em água quente usando transplatina. A mais informativa das técnicas de caracterização química para determinar a estrutura e a pureza bruta dos ligantes de bispiridina e dos complexos finais de platina é a RMN de 1H com análise particular da região aromática dos espectros (7-9 ppm). Os complexos de platina têm aplicação potencial como agentes anticancerígenos e o método de síntese pode ser modificado para produzir complexos trinucleares e outros complexos multinucleares com diferentes funcionalidades de ligação de hidrogênio no ligante de ponte.

Introdução

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Drogas anticâncer Platinum permanecer um membro da família mais amplamente utilizado de agentes no tratamento de câncer humano 1. Apesar de seu sucesso, eles são limitados em sua aplicação por graves efeitos colaterais dose-limitante 2-4. As doses limitadas que podem ser administrados a doentes que significa que os tumores podem desenvolver resistência 5. Como tal, os novos medicamentos continuam a ser desenvolvidos para melhorar o perfil de efeitos colaterais e superar a resistência adquirida, como phenanthriplatin 6 e phosphaplatin 7.

No final de 1990, uma droga trinuclear platina foi desenvolvido, BBR3464 (Esquema 1) 8, que é de até 1.000 x mais citotóxica in vitro do que a principal droga de platina, cisplatina. BBR3464 também é capaz de superar a resistência adquirida em um painel de linhas celulares de cancro humanos 9. Infelizmente, o aumento da atividade de BBR3464 é acompanhada por 50 - a 100 - vezes maior toxicidade, o quelimita seu uso 10-12. Ela também é facilmente degradado no corpo, ou seja, pouco do fármaco atinge núcleos cancerosas intactas 9.

Picoplatin é um fármaco à base de platina mononuclear que contém um ligando 2-metil-piridina (Esquema 1) 13. O grupo metilo da droga que protege contra o ataque por nucleófilos biológicos; em particular, metionina e cisteína, contendo péptidos / proteínas de 14-16. Como tal, a droga é muito estável e tem uma concentração muito mais elevada que atinge os núcleos de cancro em comparação com ambos BBR3464 e cisplatina 17. A sua reactividade reduzida também significa picoplatin tem uma dose máxima tolerada mais elevada em comparação com a cisplatina e BBR3464 10,18,19.

Assim, este projecto procurou combinar as propriedades de BBR3464 e picoplatin para produzir novos medicamentos que são capazes de superar a resistência adquirida que exibir maior estabilidade biológica e menos grave-effe ladocts (por exemplo, Figura 1). Ao fazer isso, uma série de complexos de platina dinucleares foram preparadas com bispyridine ponte ligantes 20. Os ligantes são feitas usando reacções de acoplamento de amida com o ácido isonicotínico ou seus derivados, como 2-metil-isonicotínico, diaminoalcanos de comprimento variável. A reacção de um equivalente molar dos ligandos com dois equivalentes molares de transplatin produz os complexos de platina desejado (Esquema 1).

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Protocolo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1 Síntese do N, N '-. (, N-alcano-diilo 1) diisonicotinamide

  1. Seque um único pescoço ou balão de fundo redondo de três pescoço em um forno (100 º C, 1 h) para garantir que toda a umidade seja removida.
  2. Adicionar ácido isonicotínico sólido, ou um seu derivado, para o frasco, juntamente com uma barra de agitação magnética. Se o ligando (s) diaminoalcano são sólidos à temperatura ambiente, em seguida, 0,5 mole (para as moles Número de ácido isonicotínico) é adicionado ao balão nesta fase.
  3. Tapar o pescoço (s) do frasco com septos de borracha e substituir o ar na garrafa com azoto, quer por meio de uma corrente contínua de azoto ou através do uso de azoto balões cheios.
  4. Use uma agulha hipodérmica e uma seringa para adicionar dimetilformamida ou dimetilsulfóxido anidro (4 ml por 500 mg de ácido isonicotínico ou o ácido 2-metil-isonicotínico) para dissolver o sólido. Se os sólidos não se dissolvem facilmente, em seguida, aquecer lentamente a solução.
  5. Adicionar 7 equivalentes Mole (a ummontagem de ácido isonicotínico usado) de trietilamina (base fraca) e 0,5 equivalentes molares do diaminoalcano. Se a solução é um líquido à temperatura ambiente, em seguida adicionar 1,5 equivalentes molares.
  6. Adicionar um equivalente molar de anidrido 1-propilfosfónico (agente de acoplamento), com agitação contínua, e permitir que a reacção se complete durante 5-12 hr.

2. Purificação dos ligandos

  1. Para bispyridine ligantes feitos usando ligandos diaminoalcano com 10 ou mais grupos metileno, espera para o produto a precipitar a partir da solução como a reacção progride.
  2. Para bispyridine ligantes feitos usando diaminooctano, precipitar o produto por adição de ~ 40 mL de água.
  3. Para bispyridine feito usando diaminoalcanos de 2-6 grupos metileno, adicionar ~ se 40 ml de água e permite que os compostos a cristalizar ao longo de 1-3 dias.
  4. Recolhe cada ligando bispyridine por filtração a vácuo e deixa-se recristalizar a partir de cerca de 400-500 ml de água em ebulição por 200mg de ligante. Nota: Mais água é necessária para os ligantes mais bispyridine devido à sua muito reduzida solubilidade em água.
  5. Adicionar NaOH e KOH (pH 9) para a solução para assegurar que os compostos sejam bases livres mediante recristalização.

3. Síntese e Purificação dos Complexos de platina dinucleares

  1. Totalmente dissolver trans-diamminodichloridoplatinum (II), transplatin, em água quente (70-80 º C) (150 ml por 200 mg de transplatin) para produzir uma solução de cor amarelo claro fortemente.
  2. Adicionar um equivalente molar de 0,5 de ligando bispyridine e agita-se a solução à temperatura até dissolver o ligante (solução clara). Espere até que a solução para transformar perto incolor, desligue o fogo e mexa em temperatura ambiente por algumas horas adicionais.
  3. Remover o solvente por evaporação rotativa, o que irá originar um pó de cor amarela.
  4. Purifica-se o complexo de platina (s) por dissolução numa quantidade mínima de água quente (~ 50 &# 186; C). Se restantes sólidos de cor amarela ou branca estão presentes, em seguida, filtrar estas fora.
  5. Adicionar acetona à solução até que um precipitado branco se formou, que parece ser uma forma polimérica dos complexos de metal e representa até 10% do produto de reacção. Continuar a adição de acetona (~ extras 20-30 ml) até que não haja mais formação de precipitado. Nota: este precipitado branco é uma impureza.
  6. Remove-se este precipitado por filtração os conteúdos através de papel de filtro de nylon (tamanho de poro 0,2 fim) e rotativo, evaporando a solução remanescente até à secura, o que irá originar um produto puro. Nota: Se for necessário, em seguida, os passos adicionais de precipitação de acetona pode ser realizada até que o complexo é puro.

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Resultados

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Os ligantes bispyridine e respectivos complexos de platina dinucleares são caracterizadas por 1 H, 13 C e 195 Pt-RMN (Tabelas 1 e 2), e por espectroscopia de massa por ionização por electropulverização. Os pontos de fusão precisos pode ser determinada utilizando calorimetria diferencial de varrimento e a pureza é melhor determinado por análise elementar para C, H e N teor percentual. De maior utilização é de 1 H-RMN, uma vez que é rápida e fác...

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Discussão

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Neste trabalho complexos dinucleares da platina têm sido sintetizados como agentes anti-cancerígenos potenciais. Ao fazê-lo bispyridine ligandos em ponte foram sintetizadas através de uma reacção de acoplamento de amida usando ácido isonicotínico e diaminoalcanos de comprimento variável. Anteriormente, a síntese de bispyridine ligantes e os seus análogos de metilo com 2 a 8 grupos de metileno e os seus respectivos complexos de platina têm sido relatados. Neste trabalho, o método de síntese e purificação foi revisto torn...

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Divulgações

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Os autores não têm nada a revelar.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
D2OAldrich15188299,9% D
DMSO-d6Aldrich15691499,96% D
1,8-diaminooctanoAldrichD2240198%
1,10-diaminodecanoAldrichD1420498%
1,12-diaminododecanoAldrichD1,640-198%
Ácido isonicotínicoAldrichI17508Solução
de anidrido 99%1-propilfosfônicoAldrich43130350% em peso em acetato de etila
Trans-diaminodicloridoplatina (II)AldrichP1525
DimetilsulfóxidoSigma-AldrichZ76855>99,9%, anidro
N,N' -dimetilformamidaSigma-Aldrich22705699,8%,
trietilaminaSigma-AldrichT0886>99%
Membranas de filtro de nylonWhatman7402-004Tamanho do poro, 0,2 µ m
de agitação magnética
Barra de agitação magnética
Balão
pescoços Septos de borracha de tamanho suficiente para o fundo redondo escolhido ou balão
pescoços Seringas hipodérmicas
Agulhas
Balões
para festas Elásticos
Uma fonte de gás N2 Evaporador
Forno
Tubos de RMN Espectrómetro
de RMN
de 500 ml
Pipetas
anidra Placa de fundo redondo ou de trêsde trêsde 5 mlhipodérmicasde borracharotativode secagemCopos de vidro ou plástico

Referências

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Wheate, N. J., Walker, S., Craig, G. E., Oun, R. The status of platinum anticancer drugs in the clinic and in clinical trials. Dalton Trans. 39, 8113-8127 (2010).
  2. Kiernan, M. C. The pain with platinum: oxaliplatin and neuropathy. Eur. J. Cancer. 43, 2631-2633 (2007).
  3. Markman, M., et al. Clinical features of hypersensitivity reactions to carboplatin. J Clin. Oncol. 17, 1141-1145 (1999).
  4. Ding, D., Allman, B. L., Salvi, R. Review: Ototoxic characteristics of platinum antitumor drugs. Anatomical Rec. 295, 1851-1867 (2012).
  5. Galluzzi, L., et al. Molecular mechanisms of cisplatin resistance. Oncogene. 31, 1869-1883 (2012).
  6. Park, G. Y., Wilson, J. J., Song, Y., Lippard, S. J. Phenanthriplatin, a monofunctional DNA-binding platinum anticancer drug candidate with unusual potency and cellular activity profile. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 109, 11987-11992 (2012).
  7. Moghaddas, S., et al. next generation platinum antitumor agents: A paradigm shift in designing and defining molecular targets. Inorg. Chim. Acta. 393, 173-181 (2012).
  8. Farrell, N. P. Platinum formulations as anticancer drugs clinical and pre-clinical studies. Curr. Top. Med. Chem. 11, 2623-2631 (2011).
  9. Wheate, N. J., Collins, J. G. Multi-nuclear platinum complexes as anti-cancer drugs. Coord. Chem. Rev. 241, 133-145 (2003).
  10. Gourley, C., et al. A phase I study of the trinuclear platinum compound, BBR3464, in combination with protracted venous infusional 5-fluorouracil in patients with advanced cancer. Cancer Chemoth. Pharmacol. 53, 95-101 (2004).
  11. Calvert, A. H., et al. Phase II clinical study of BBR3464, a novel, bifunctional platinum analogue, in patients with advanced ovarian cancer. Eur. J. Cancer. 37, (2001).
  12. Jodrell, D. I., et al. Phase II studies with BBR3464, a novel tri-nuclear platinum complex, in patients with gastric or gastro-oesophageal adenocarcinoma. Eur. J. Cancer. 40, 1872-1877 (2004).
  13. William, W. N., Glisson, B. S. Novel strategies for the treatment of small-cell lung carcinoma. Nat. Rev. Clin. Oncol. 8, 611-619 (2011).
  14. Raynaud, F., et al. cis-Amminedichloro(2-methylpyridine) Platinum(II) (AMD473), a novel sterically hindered platinum complex: In vivo activity, toxicology, and pharmacokinetics in mice. Clin. Cancer Res. 3, 2063-2074 (1997).
  15. Holford, J., et al. biochemical and pharmacological activity of the novel sterically hindered platinum co-ordination complex cis-[amminedichloro(2-methylpyridine)] platinum(II) (AMD473). Anti-Cancer Drug Des. 13, 1-18 (1998).
  16. Munk, V. P., et al. Investigations into the interactions between DNA and conformationally constrained pyridylamine platinum(II) analogues of AMD473. Inorg. Chem. 42, 3582-3590 (2003).
  17. Wheate, N. J., Collins, J. G. Multi-nuclear platinum drugs: A new paradigm in chemotherapy. Curr. Med. Chem. - Anti-Cancer Agents. 5, 267-279 (2005).
  18. Beale, P., et al. A phase I clinical and pharmacological study of cis-diamminedichloro(2-methylpyridine) platinumm II (AMD473). British journal of cancer. 88, 1128-1134 (2003).
  19. Sessa, C., et al. Clinical and pharmacological phase I study with accelerated titration design of a daily times five schedule of BBR3464, a novel cationic triplatinum complex. Ann. Oncol. 11, 977-983 (2000).
  20. Brown, S. D., et al. Combining aspects of the platinum anticancer drugs picoplatin and BBR3464 to synthesize a new family of sterically hindered dinuclear complexes; their synthesis, binding kinetics and cytotoxicity. Dalton Trans. 41, 11330-11339 (2012).
  21. Still, B. M., Anil Kumar, P. G., Aldrich-Wright, J. R., Price, W. S. 195Pt NMR - Theory and application. Chem. Soc. Rev. 36, 665-686 (2007).
  22. Wheate, N. J., Cullinane, C., Webster, L. K., Collins, J. G. Synthesis, cytotoxicity, cell uptake and DNA interstrand cross-linking of 4,4'-dipyrazolylmethane-linked multinuclear platinum anti-cancer complexes. Anti-Cancer Drug Des. 16, 91-98 (2001).

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Reimpressões e permissões

Solicitar permissão para reutilizar o texto ou as figuras deste artigo JoVE

Solicitar permissão

Etiquetas

Ligantes de BispiridinaComplexa o de PlatinaAn lise de RMN de Pr tonsPurifica o de LigantesCoordena o de TransplatinaPrecipita o FracionadaDMSO AnidroBase de Trietilamina

Artigos relacionados